arch/x86/kernel/setup.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *
   6  *  Memory region support
   7  *      David Parsons <orc@pell.chi.il.us>, July-August 1999
   8  *
   9  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
  10  *  Brian Moyle <bmoyle@mvista.com>, February 2001
  11  *
  12  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
  13  *    Patrick Mochel <mochel@osdl.org>, March 2002
  14  *
  15  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
  16  *  Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
  17  *
  18  */
  19
  20 /*
  21  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
  22  */
  23
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/mmzone.h>
  27 #include <linux/screen_info.h>
  28 #include <linux/ioport.h>
  29 #include <linux/acpi.h>
  30 #include <linux/sfi.h>
  31 #include <linux/apm_bios.h>
  32 #include <linux/initrd.h>
  33 #include <linux/bootmem.h>
  34 #include <linux/memblock.h>
  35 #include <linux/seq_file.h>
  36 #include <linux/console.h>
  37 #include <linux/root_dev.h>
  38 #include <linux/highmem.h>
  39 #include <linux/export.h>
  40 #include <linux/efi.h>
  41 #include <linux/init.h>
  42 #include <linux/edd.h>
  43 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  44 #include <linux/nodemask.h>
  45 #include <linux/kexec.h>
  46 #include <linux/dmi.h>
  47 #include <linux/pfn.h>
  48 #include <linux/pci.h>
  49 #include <asm/pci-direct.h>
  50 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  51 #include <linux/kvm_para.h>
  52 #include <linux/dma-contiguous.h>
  53
  54 #include <linux/errno.h>
  55 #include <linux/kernel.h>
  56 #include <linux/stddef.h>
  57 #include <linux/unistd.h>
  58 #include <linux/ptrace.h>
  59 #include <linux/user.h>
  60 #include <linux/delay.h>
  61
  62 #include <linux/kallsyms.h>
  63 #include <linux/cpufreq.h>
  64 #include <linux/dma-mapping.h>
  65 #include <linux/ctype.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67
  68 #include <linux/percpu.h>
  69 #include <linux/crash_dump.h>
  70 #include <linux/tboot.h>
  71 #include <linux/jiffies.h>
  72 #include <linux/mem_encrypt.h>
  73
  74 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  75 #include <video/edid.h>
  76
  77 #include <asm/mtrr.h>
  78 #include <asm/apic.h>
  79 #include <asm/realmode.h>
  80 #include <asm/e820/api.h>
  81 #include <asm/mpspec.h>
  82 #include <asm/setup.h>
  83 #include <asm/efi.h>
  84 #include <asm/timer.h>
  85 #include <asm/i8259.h>
  86 #include <asm/sections.h>
  87 #include <asm/io_apic.h>
  88 #include <asm/ist.h>
  89 #include <asm/setup_arch.h>
  90 #include <asm/bios_ebda.h>
  91 #include <asm/cacheflush.h>
  92 #include <asm/processor.h>
  93 #include <asm/bugs.h>
  94 #include <asm/kasan.h>
  95
  96 #include <asm/vsyscall.h>
  97 #include <asm/cpu.h>
  98 #include <asm/desc.h>
  99 #include <asm/dma.h>
 100 #include <asm/iommu.h>
 101 #include <asm/gart.h>
 102 #include <asm/mmu_context.h>
 103 #include <asm/proto.h>
 104
 105 #include <asm/paravirt.h>
 106 #include <asm/hypervisor.h>
 107 #include <asm/olpc_ofw.h>
 108
 109 #include <asm/percpu.h>
 110 #include <asm/topology.h>
 111 #include <asm/apicdef.h>
 112 #include <asm/amd_nb.h>
 113 #include <asm/mce.h>
 114 #include <asm/alternative.h>
 115 #include <asm/prom.h>
 116 #include <asm/microcode.h>
 117 #include <asm/mmu_context.h>
 118 #include <asm/kaslr.h>
 119 #include <asm/unwind.h>
 120
 121 /*
 122  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 123  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 124  *
 125  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
 126  * represented by pfn_mapped
 127  */
 128 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 129 unsigned long max_pfn_mapped;
 130
 131 #ifdef CONFIG_DMI
 132 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 133 #endif
 134
 135
 136 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 137 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 138
 139 struct boot_params boot_params;
 140
 141 /*
 142  * Machine setup..
 143  */
 144 static struct resource data_resource = {
 145         .name   = "Kernel data",
 146         .start  = 0,
 147         .end    = 0,
 148         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 149 };
 150
 151 static struct resource code_resource = {
 152         .name   = "Kernel code",
 153         .start  = 0,
 154         .end    = 0,
 155         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 156 };
 157
 158 static struct resource bss_resource = {
 159         .name   = "Kernel bss",
 160         .start  = 0,
 161         .end    = 0,
 162         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 163 };
 164
 165
 166 #ifdef CONFIG_X86_32
 167 /* cpu data as detected by the assembly code in head_32.S */
 168 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 169
 170 /* common cpu data for all cpus */
 171 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 172 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 173
 174 unsigned int def_to_bigsmp;
 175
 176 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 177 unsigned int machine_id;
 178 unsigned int machine_submodel_id;
 179 unsigned int BIOS_revision;
 180
 181 struct apm_info apm_info;
 182 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 183
 184 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 185         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 186 struct ist_info ist_info;
 187 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 188 #else
 189 struct ist_info ist_info;
 190 #endif
 191
 192 #else
 193 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 194         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
 195 };
 196 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 197 #endif
 198
 199
 200 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 201 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 202 #else
 203 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 204 #endif
 205
 206 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 207 int bootloader_type, bootloader_version;
 208
 209 /*
 210  * Setup options
 211  */
 212 struct screen_info screen_info;
 213 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 214 struct edid_info edid_info;
 215 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 216
 217 extern int root_mountflags;
 218
 219 unsigned long saved_video_mode;
 220
 221 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 222 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 223 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 224
 225 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 226 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 227 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 228 #endif
 229
 230 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 231 struct edd edd;
 232 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 233 EXPORT_SYMBOL(edd);
 234 #endif
 235 /**
 236  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 237  *              from boot_params into a safe place.
 238  *
 239  */
 240 static inline void __init copy_edd(void)
 241 {
 242      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 243             sizeof(edd.mbr_signature));
 244      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 245      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 246      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 247 }
 248 #else
 249 static inline void __init copy_edd(void)
 250 {
 251 }
 252 #endif
 253
 254 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 255 {
 256         size_t mask = align - 1;
 257         void *ret;
 258
 259         BUG_ON(_brk_start == 0);
 260         BUG_ON(align & mask);
 261
 262         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 263         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 264
 265         ret = (void *)_brk_end;
 266         _brk_end += size;
 267
 268         memset(ret, 0, size);
 269
 270         return ret;
 271 }
 272
 273 #ifdef CONFIG_X86_32
 274 static void __init cleanup_highmap(void)
 275 {
 276 }
 277 #endif
 278
 279 static void __init reserve_brk(void)
 280 {
 281         if (_brk_end > _brk_start)
 282                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 283                                  _brk_end - _brk_start);
 284
 285         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 286            new allocations */
 287         _brk_start = 0;
 288 }
 289
 290 u64 relocated_ramdisk;
 291
 292 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 293
 294 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 295 {
 296         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 297
 298         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 299
 300         return ramdisk_image;
 301 }
 302 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 303 {
 304         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 305
 306         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 307
 308         return ramdisk_size;
 309 }
 310
 311 static void __init relocate_initrd(void)
 312 {
 313         /* Assume only end is not page aligned */
 314         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 315         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 316         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 317
 318         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 319         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 320                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 321
 322         if (!relocated_ramdisk)
 323                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 324                       ramdisk_size);
 325
 326         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 327            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 328         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 329         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 330         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 331         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 332                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 333
 334         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 335
 336         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 337                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 338                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 339                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 340 }
 341
 342 static void __init early_reserve_initrd(void)
 343 {
 344         /* Assume only end is not page aligned */
 345         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 346         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 347         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 348
 349         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 350             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 351                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 352
 353         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 354 }
 355 static void __init reserve_initrd(void)
 356 {
 357         /* Assume only end is not page aligned */
 358         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 359         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 360         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 361         u64 mapped_size;
 362
 363         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 364             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 365                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 366
 367         initrd_start = 0;
 368
 369         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 370         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 371                 panic("initrd too large to handle, "
 372                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 373                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 374
 375         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 376                         ramdisk_end - 1);
 377
 378         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 379                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 380                 /* All are mapped, easy case */
 381                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 382                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 383                 return;
 384         }
 385
 386         relocate_initrd();
 387
 388         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 389 }
 390
 391 #else
 392 static void __init early_reserve_initrd(void)
 393 {
 394 }
 395 static void __init reserve_initrd(void)
 396 {
 397 }
 398 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 399
 400 static void __init parse_setup_data(void)
 401 {
 402         struct setup_data *data;
 403         u64 pa_data, pa_next;
 404
 405         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 406         while (pa_data) {
 407                 u32 data_len, data_type;
 408
 409                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 410                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 411                 data_type = data->type;
 412                 pa_next = data->next;
 413                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 414
 415                 switch (data_type) {
 416                 case SETUP_E820_EXT:
 417                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 418                         break;
 419                 case SETUP_DTB:
 420                         add_dtb(pa_data);
 421                         break;
 422                 case SETUP_EFI:
 423                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 424                         break;
 425                 default:
 426                         break;
 427                 }
 428                 pa_data = pa_next;
 429         }
 430 }
 431
 432 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 433 {
 434         struct setup_data *data;
 435         u64 pa_data;
 436
 437         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 438         while (pa_data) {
 439                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 440                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 441                 pa_data = data->next;
 442                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 443         }
 444 }
 445
 446 /*
 447  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 448  */
 449
 450 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 451
 452 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 453 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
 454
 455 /*
 456  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 457  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 458  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 459  */
 460 #ifdef CONFIG_X86_32
 461 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
 462 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
 463 #else
 464 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
 465 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 466 #endif
 467
 468 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 469 {
 470 #ifdef CONFIG_X86_64
 471         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 472         unsigned long total_low_mem;
 473         int ret;
 474
 475         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 476
 477         /* crashkernel=Y,low */
 478         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 479         if (ret) {
 480                 /*
 481                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 482                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 483                  *
 484                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 485                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 486                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 487                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 488                  */
 489                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 490         } else {
 491                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 492                 if (!low_size)
 493                         return 0;
 494         }
 495
 496         low_base = memblock_find_in_range(0, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 497         if (!low_base) {
 498                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 499                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 500                 return -ENOMEM;
 501         }
 502
 503         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 504         if (ret) {
 505                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 506                 return ret;
 507         }
 508
 509         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 510                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 511                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 512                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 513
 514         crashk_low_res.start = low_base;
 515         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 516         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 517 #endif
 518         return 0;
 519 }
 520
 521 static void __init reserve_crashkernel(void)
 522 {
 523         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 524         bool high = false;
 525         int ret;
 526
 527         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 528
 529         /* crashkernel=XM */
 530         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 531         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 532                 /* crashkernel=X,high */
 533                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 534                                              &crash_size, &crash_base);
 535                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 536                         return;
 537                 high = true;
 538         }
 539
 540         /* 0 means: find the address automatically */
 541         if (crash_base <= 0) {
 542                 /*
 543                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 544                  * as old kexec-tools loads bzImage below that, unless
 545                  * "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 546                  */
 547                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 548                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
 549                                                          : CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 550                                                     crash_size, CRASH_ALIGN);
 551                 if (!crash_base) {
 552                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 553                         return;
 554                 }
 555
 556         } else {
 557                 unsigned long long start;
 558
 559                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 560                                                crash_base + crash_size,
 561                                                crash_size, 1 << 20);
 562                 if (start != crash_base) {
 563                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 564                         return;
 565                 }
 566         }
 567         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 568         if (ret) {
 569                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 570                 return;
 571         }
 572
 573         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 574                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 575                 return;
 576         }
 577
 578         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 579                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 580                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 581                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 582
 583         crashk_res.start = crash_base;
 584         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 585         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 586 }
 587 #else
 588 static void __init reserve_crashkernel(void)
 589 {
 590 }
 591 #endif
 592
 593 static struct resource standard_io_resources[] = {
 594         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 595                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 596         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 597                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 598         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 599                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 600         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 601                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 602         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 603                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 604         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 605                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 606         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 607                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 608         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 609                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 610         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 611                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 612         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 613                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 614 };
 615
 616 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 617 {
 618         int i;
 619
 620         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 621         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 622                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 623
 624 }
 625
 626 static __init void reserve_ibft_region(void)
 627 {
 628         unsigned long addr, size = 0;
 629
 630         addr = find_ibft_region(&size);
 631
 632         if (size)
 633                 memblock_reserve(addr, size);
 634 }
 635
 636 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 637 {
 638 #ifdef CONFIG_PCI
 639         int i;
 640         u16 vendor, devid;
 641         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 642                 0x0102,
 643                 0x0112,
 644                 0x0122,
 645                 0x0106,
 646                 0x0116,
 647                 0x0126,
 648                 0x010a,
 649         };
 650
 651         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 652         if (!early_pci_allowed())
 653                 return false;
 654
 655         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 656         if (vendor != 0x8086)
 657                 return false;
 658
 659         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 660         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 661                 if (devid == snb_ids[i])
 662                         return true;
 663 #endif
 664
 665         return false;
 666 }
 667
 668 /*
 669  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 670  * them from allocation.
 671  */
 672 static void __init trim_snb_memory(void)
 673 {
 674         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 675                 0x20050000,
 676                 0x20110000,
 677                 0x20130000,
 678                 0x20138000,
 679                 0x40004000,
 680         };
 681         int i;
 682
 683         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 684                 return;
 685
 686         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 687
 688         /*
 689          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 690          * already been reserved.
 691          */
 692         memblock_reserve(0, 1<<20);
 693
 694         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 695                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 696                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 697                                bad_pages[i]);
 698         }
 699 }
 700
 701 /*
 702  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 703  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 704  * specific platforms.
 705  *
 706  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 707  */
 708 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 709 {
 710         trim_snb_memory();
 711 }
 712
 713 static void __init trim_bios_range(void)
 714 {
 715         /*
 716          * A special case is the first 4Kb of memory;
 717          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 718          * not listed as such in the E820 table.
 719          *
 720          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 721          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 722          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 723          */
 724         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 725
 726         /*
 727          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 728          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 729          * take them out.
 730          */
 731         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 732
 733         e820__update_table(e820_table);
 734 }
 735
 736 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 737 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 738 {
 739         u64 start = __pa_symbol(_text);
 740         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 741
 742         /*
 743          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 744          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 745          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 746          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 747          * we will crash later anyways.
 748          */
 749         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 750                 return;
 751
 752         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 753         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 754         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 755 }
 756
 757 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 758
 759 static int __init parse_reservelow(char *p)
 760 {
 761         unsigned long long size;
 762
 763         if (!p)
 764                 return -EINVAL;
 765
 766         size = memparse(p, &p);
 767
 768         if (size < 4096)
 769                 size = 4096;
 770
 771         if (size > 640*1024)
 772                 size = 640*1024;
 773
 774         reserve_low = size;
 775
 776         return 0;
 777 }
 778
 779 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 780
 781 static void __init trim_low_memory_range(void)
 782 {
 783         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 784 }
 785
 786 /*
 787  * Dump out kernel offset information on panic.
 788  */
 789 static int
 790 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 791 {
 792         if (kaslr_enabled()) {
 793                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 794                          kaslr_offset(),
 795                          __START_KERNEL,
 796                          __START_KERNEL_map,
 797                          MODULES_VADDR-1);
 798         } else {
 799                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 800         }
 801
 802         return 0;
 803 }
 804
 805 /*
 806  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 807  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 808  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 809  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 810  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 811  */
 812 /*
 813  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 814  *
 815  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 816  */
 817
 818 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 819 {
 820         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 821                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 822
 823         early_reserve_initrd();
 824
 825         /*
 826          * At this point everything still needed from the boot loader
 827          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 828          * RAM in e820. All other memory is free game.
 829          */
 830
 831 #ifdef CONFIG_X86_32
 832         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 833
 834         /*
 835          * copy kernel address range established so far and switch
 836          * to the proper swapper page table
 837          */
 838         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 839                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 840                         KERNEL_PGD_PTRS);
 841
 842         load_cr3(swapper_pg_dir);
 843         /*
 844          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 845          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 846          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 847          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 848          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 849          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 850          * so proper operation is guaranteed.
 851          */
 852         __flush_tlb_all();
 853 #else
 854         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 855 #endif
 856
 857         /*
 858          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 859          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 860          */
 861         olpc_ofw_detect();
 862
 863         idt_setup_early_traps();
 864         early_cpu_init();
 865         early_ioremap_init();
 866
 867         setup_olpc_ofw_pgd();
 868
 869         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 870         screen_info = boot_params.screen_info;
 871         edid_info = boot_params.edid_info;
 872 #ifdef CONFIG_X86_32
 873         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 874         ist_info = boot_params.ist_info;
 875 #endif
 876         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 877         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 878         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 879                 bootloader_type &= 0xf;
 880                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 881         }
 882         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 883         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 884
 885 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 886         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 887         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 888         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 889 #endif
 890 #ifdef CONFIG_EFI
 891         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 892                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 893                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 894         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 895                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 896                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 897                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 898         }
 899 #endif
 900
 901         x86_init.oem.arch_setup();
 902
 903         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 904         e820__memory_setup();
 905         parse_setup_data();
 906
 907         copy_edd();
 908
 909         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 910                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 911         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 912         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 913         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 914         init_mm.brk = _brk_end;
 915
 916         mpx_mm_init(&init_mm);
 917
 918         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 919         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 920         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 921         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 922         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 923         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 924
 925 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 926 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 927         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 928 #else
 929         if (builtin_cmdline[0]) {
 930                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 931                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 932                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 933                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 934         }
 935 #endif
 936 #endif
 937
 938         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 939         *cmdline_p = command_line;
 940
 941         /*
 942          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 943          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 944          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 945          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 946          * to honor the respective command line option.
 947          */
 948         x86_configure_nx();
 949
 950         parse_early_param();
 951
 952         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 953                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 954 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 955         /*
 956          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 957          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 958          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 959          * for the kernel.
 960          *
 961          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 962          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 963          *
 964          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 965          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 966          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 967          *
 968          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 969          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 970          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 971          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 972          * the kernel away from hotpluggable memory.
 973          */
 974         if (movable_node_is_enabled())
 975                 memblock_set_bottom_up(true);
 976 #endif
 977
 978         x86_report_nx();
 979
 980         /* after early param, so could get panic from serial */
 981         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 982
 983         if (acpi_mps_check()) {
 984 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 985                 disable_apic = 1;
 986 #endif
 987                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 988         }
 989
 990 #ifdef CONFIG_PCI
 991         if (pci_early_dump_regs)
 992                 early_dump_pci_devices();
 993 #endif
 994
 995         e820__reserve_setup_data();
 996         e820__finish_early_params();
 997
 998         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 999                 efi_init();
1000
1001         dmi_scan_machine();
1002         dmi_memdev_walk();
1003         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
1004
1005         /*
1006          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1007          * needs to be done after dmi_scan_machine(), for the boot CPU.
1008          */
1009         init_hypervisor_platform();
1010
1011         x86_init.resources.probe_roms();
1012
1013         /* after parse_early_param, so could debug it */
1014         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1015         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1016         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1017
1018         e820_add_kernel_range();
1019         trim_bios_range();
1020 #ifdef CONFIG_X86_32
1021         if (ppro_with_ram_bug()) {
1022                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
1023                                   E820_TYPE_RESERVED);
1024                 e820__update_table(e820_table);
1025                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1026                 e820__print_table("bad_ppro");
1027         }
1028 #else
1029         early_gart_iommu_check();
1030 #endif
1031
1032         /*
1033          * partially used pages are not usable - thus
1034          * we are rounding upwards:
1035          */
1036         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1037
1038         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1039         mtrr_bp_init();
1040         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1041                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1042
1043         max_possible_pfn = max_pfn;
1044
1045         /*
1046          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1047          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1048          * effect.
1049          */
1050         init_cache_modes();
1051
1052         /*
1053          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1054          * defined and before each memory section base is used.
1055          */
1056         kernel_randomize_memory();
1057
1058 #ifdef CONFIG_X86_32
1059         /* max_low_pfn get updated here */
1060         find_low_pfn_range();
1061 #else
1062         check_x2apic();
1063
1064         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1065         /* need this before calling reserve_initrd */
1066         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1067                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1068         else
1069                 max_low_pfn = max_pfn;
1070
1071         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1072 #endif
1073
1074         /*
1075          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1076          */
1077         find_smp_config();
1078
1079         reserve_ibft_region();
1080
1081         early_alloc_pgt_buf();
1082
1083         /*
1084          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1085          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1086          *  brk area.
1087          */
1088         reserve_brk();
1089
1090         cleanup_highmap();
1091
1092         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1093         e820__memblock_setup();
1094
1095         reserve_bios_regions();
1096
1097         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP)) {
1098                 efi_fake_memmap();
1099                 efi_find_mirror();
1100                 efi_esrt_init();
1101
1102                 /*
1103                  * The EFI specification says that boot service code won't be
1104                  * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1105                  */
1106                 efi_reserve_boot_services();
1107         }
1108
1109         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1110         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1111
1112 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1113         setup_bios_corruption_check();
1114 #endif
1115
1116 #ifdef CONFIG_X86_32
1117         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1118                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1119 #endif
1120
1121         reserve_real_mode();
1122
1123         trim_platform_memory_ranges();
1124         trim_low_memory_range();
1125
1126         init_mem_mapping();
1127
1128         idt_setup_early_pf();
1129
1130         /*
1131          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1132          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1133          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1134          * rule it out.
1135          *
1136          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1137          * PCIDE for now).
1138          */
1139         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1140
1141         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1142
1143         /*
1144          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1145          */
1146
1147 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1148         if (init_ohci1394_dma_early)
1149                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1150 #endif
1151         /* Allocate bigger log buffer */
1152         setup_log_buf(1);
1153
1154         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1155                 switch (boot_params.secure_boot) {
1156                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1157                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1158                         break;
1159                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1160                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1161                         break;
1162                 default:
1163                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1164                         break;
1165                 }
1166         }
1167
1168         reserve_initrd();
1169
1170         acpi_table_upgrade();
1171
1172         vsmp_init();
1173
1174         io_delay_init();
1175
1176         early_platform_quirks();
1177
1178         /*
1179          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1180          */
1181         acpi_boot_table_init();
1182
1183         early_acpi_boot_init();
1184
1185         initmem_init();
1186         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1187
1188         /*
1189          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1190          * won't consume hotpluggable memory.
1191          */
1192         reserve_crashkernel();
1193
1194         memblock_find_dma_reserve();
1195
1196 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1197         kvmclock_init();
1198 #endif
1199
1200         tsc_early_delay_calibrate();
1201         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1202                 early_xdbc_register_console();
1203
1204         x86_init.paging.pagetable_init();
1205
1206         kasan_init();
1207
1208 #ifdef CONFIG_X86_32
1209         /* sync back kernel address range */
1210         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1211                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1212                         KERNEL_PGD_PTRS);
1213
1214         /*
1215          * sync back low identity map too.  It is used for example
1216          * in the 32-bit EFI stub.
1217          */
1218         clone_pgd_range(initial_page_table,
1219                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1220                         min(KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
1221 #endif
1222
1223         tboot_probe();
1224
1225         map_vsyscall();
1226
1227         generic_apic_probe();
1228
1229         early_quirks();
1230
1231         /*
1232          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1233          */
1234         acpi_boot_init();
1235         sfi_init();
1236         x86_dtb_init();
1237
1238         /*
1239          * get boot-time SMP configuration:
1240          */
1241         get_smp_config();
1242
1243         /*
1244          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1245          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1246          */
1247         init_apic_mappings();
1248
1249         prefill_possible_map();
1250
1251         init_cpu_to_node();
1252
1253         io_apic_init_mappings();
1254
1255         x86_init.hyper.guest_late_init();
1256
1257         e820__reserve_resources();
1258         e820__register_nosave_regions(max_low_pfn);
1259
1260         x86_init.resources.reserve_resources();
1261
1262         e820__setup_pci_gap();
1263
1264 #ifdef CONFIG_VT
1265 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1266         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1267                 conswitchp = &vga_con;
1268 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1269         conswitchp = &dummy_con;
1270 #endif
1271 #endif
1272         x86_init.oem.banner();
1273
1274         x86_init.timers.wallclock_init();
1275
1276         mcheck_init();
1277
1278         arch_init_ideal_nops();
1279
1280         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1281
1282 #ifdef CONFIG_EFI
1283         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1284                 efi_apply_memmap_quirks();
1285 #endif
1286
1287         unwind_init();
1288 }
1289
1290 #ifdef CONFIG_X86_32
1291
1292 static struct resource video_ram_resource = {
1293         .name   = "Video RAM area",
1294         .start  = 0xa0000,
1295         .end    = 0xbffff,
1296         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1297 };
1298
1299 void __init i386_reserve_resources(void)
1300 {
1301         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1302         reserve_standard_io_resources();
1303 }
1304
1305 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1306
1307 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1308         .notifier_call = dump_kernel_offset
1309 };
1310
1311 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1312 {
1313         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1314                                         &kernel_offset_notifier);
1315         return 0;
1316 }
1317 __initcall(register_kernel_offset_dumper);
1318
1319 void arch_show_smap(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
1320 {
1321         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
1322                 return;
1323
1324         seq_printf(m, "ProtectionKey:  %8u\n", vma_pkey(vma));
1325 }